Tartalom
A változás matematikai tanulmányának tekintett kalkulust Isaac Newton és Gottfried Wilhelm von Leibniz fejlesztette ki függetlenül a 17. században. A mérnöki munkát úgy definiálják, mint "azt a szakmát, amelyben a matematikai és természettudományi ismereteket tanulmányi, tapasztalati és gyakorlati tapasztalatok alapján mérlegelés alapján alkalmazzák a természet anyagainak és erőinek gazdasági szempontból történő felhasználásának módjai kidolgozására az emberiség érdekében". Egyes mérnökök közvetlenül a kalkulust használják a mindennapi gyakorlatban, mások pedig a kalkuluson alapuló számítógépes programokat, amelyek egyszerűsítik a mérnöki tervezést. Két számítási módszer, a differenciálás és az integráció, különösen hasznosak a mérnöki gyakorlatban, és általában optimalizálásra és összegzésre használják.
Építőipar
••• losmandarinas / iStock / Getty ImagesAz építkezés sok szempontja megköveteli a számítást. Először, az alapvető folyadékmechanikai egyenletek kiszámításához számítás szükséges. Például az összes hidraulikus elemző program, amely segíti a vihar lefolyó és nyílt csatornás rendszerek tervezését, számítási módszereket használ az eredmények elérésére. A hidrológiában a térfogatot az áramlási görbe görbe alatti területnek az idő függvényében számítják, és számítási módszerrel hajtják végre.
Építőipar
A szerkezetépítésben a kalkulust használják az erők meghatározására a szerkezeti elemek komplex konfigurációi során. A szeizmikus tervezéshez kapcsolódó szerkezeti elemzéshez számításra van szükség. A talajszerkezeti viszonyok között a talaj teherbíró képességét és nyírószilárdságát, valamint az oldalsó talajnyomás és a lejtő stabilitásának kiszámítását komplex helyzetekben, számításokkal kell elvégezni.
Gépészet
A kalkulus alkalmazásának számos példája megtalálható a gépiparban, például összetett tárgyak felületének kiszámítása a súrlódási erők meghatározására, a szivattyú tervezése az áramlási sebesség és a fej szerint, valamint az akkumulátorrendszer által biztosított teljesítmény kiszámítása. A hűtés Newton-törvénye a HVAC-tervezés irányadó differenciálegyenlete, amely megoldásához integrációt igényel.
Légközlekedési mérnökség
A kalkulus alkalmazásának számos példája megtalálható az űrrepülés területén. Az ideális rakéta egyenlettel kiszámított időbeli tolóerő a kalkulus alkalmazása. A szakaszokban funkcionáló rakéták elemzése szintén számolást igényel, csakúgy, mint a gravitációs modellezés időben és térben. Szinte az összes fizikai modell, különösen a csillagászat és a komplex rendszerek modelljei valamilyen formájú kalkulust használnak.